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固然5G无线需求采纳比以往的协定更简单的数据解决，其数据传输进度也明显高于以往的协定，但其顺利的要害之一正在于地线设想。白文回忆了5G用例和5G标准如何改观地线设想，以及该署新设想如何克制完成5G网络面临的严重应战。

5G新无线标准及其对于地线设想的意思

5G正在其设想中是一种能完成以次性能的标准：

· 加强型挪动宽带（eMBB）：实用于数据稠密型使用，相似加强事实（AR）、3D视频宴会、2D流视频、流动的无线Internet拜访接入点以及其余高带宽使用

· 大范围工具类通讯（mMTC）：实用于大范围间接物联网（loT）联接，囊括互联乡村和互联家族中的高密度传感器和设施阵列、用来监控简单寰球供给链的设施以及高速挪动的互联设施

· 低时延高牢靠通讯（URLLC）：实用于要害使命虚时使用，相似轻工业掌握零碎、主动驾御公共汽车，以及诸如近程实时手术等需求高带宽、高牢靠性和低提早的使用

要满意该署请求，就必需运用新的频带。调配给5G通讯的新频带分成中广播段（6GHz以次）和高频（24GHz之上的毫米波）两全体，因此5G地线设想面临的一项应战就是全体设施需求正在多个频谱上运转。另一度成绩则源自毫米波信号传输的特点，由于正在异样的蜂巢网络功率下，毫米波相比中低波段而言更简单遭到建造、动物、雨滴的障碍，招致毫米波通讯被制约正在视野可及范畴内，因此需求将蜂巢安装得更小，但那样做会使蜂巢之间的旁边搅扰更简单发作。

于是，地线的容积大小也是一度不值关心的成绩。固然较高频次的信号只要较小的地线就能够完成相反的增值程度，但地线面积小就象征着拿获的能量少，其无效的信号遮盖范畴也会小于运用广播段信号的状况。然而，正在地线情理面积流动的状况下，随着频次进步、粒子束幅度减小，其收发增值都会增大。关于各族地线施行形式而言，都需求正在分寸和增值之间做成衡量，能力找到最适合的分寸。

5G地线技能和设想

要完成5G新无线的指标，就需求正在新的地线设想中采纳有源地线阵列，以扩展遮盖范畴、缩小搅扰齐头并进步数据承载威力。

顺应5G频次范畴全频带

为了可以正在调配给5G通讯的一切频次范畴内运转，5G新无线运用了可扩大框架，该框架可正在450MHz至6GHz之间（即频次范畴1［FR1］）以及24.25GHz至52.6GHz之间（即频次范畴2［FR2］）运转。

正在详细完成上，5G新无线采纳可舒卷正交频分复用（OFDM）波形来完成这一指标。该波形可正在子载波信号之间留出没有同的距离，以顺应没有同频次范畴需要的各族烟道幅度。频次越高，烟道就越宽，子载波距离就越大；频次越低，烟道就越窄，子载波距离就越小。将子载波距离缩放到可用的烟道幅度，就能够使5G框架正在较宽的频次范畴内运转，最终便能够正在现部分4G临时演进（LTE）网络中安排5G，况且使5G通讯零碎能够依据用例或者任务负载请求正在中广播段和高频之间切换。

关于地线设想人员，他们则需求面对于情理定理带来的应战。FR1中1GHz信号的跨度约为30cm；FR2中28GHz信号的跨度为1.07mm。这两种信号没有能共用同一地线，因而对于运转正在FR1和FR2频谱都有需要的5G设施将至多需求两组地线。这正在重型设施和基站中尚可承受，由于它们有剩余的时间包容多个地线阵列；但关于中型设施和部手机而言，这就变化了设想中面临的一项严重应战。高通公司（Qualcomm?）等全体打造商曾经开端公布松散型射频（RF）模块，该署模块可以与多个5G频段的地线阵列一同任务。

顺应5G频次范畴全频带

5G标准带来的一大应战，是要正在支撑更高数据速率联网设施的同声支撑它们以更高的密度联接，这就需求进步蜂巢小区密度，同声愈加宽泛地运用4G LTE网络中曾经使用的多输出多输入（MIMO）地线技能。MIMO是由多个发射和吸收地线组成的地线阵列（眼前LTE网络一般采纳8×8地线阵列）。MIMO运用时间复用将信号合成为补码流，并同声经过阵列中的没有同地线停止传输；发射和吸收设施都存正在多个地线以及用来补码和解码多路复用信号的信号解决机制。经过该项技能能够做到以次零点：

· 同声与多个用户和设施停止通讯。

· 以更高的支吾量停止通讯。

MIMO的类型多种多样，而用来5G的一大主要类型是大范围MIMO（mMIMO）。与以往的MIMO计划相比，此类型MIMO正在地线设想上将多得多的地线单元封装到一度稠密的阵列中。广播段地线一般较大，因为正在一度大小可承受的广播段MIMO阵列中，可以包容的地线单元数仪表有显然的实践极限；而毫米波的地线单元常常小得多，因此只要较小的封装，就能够建立mMIMO阵列。全体打造商曾经开端打造蕴含128个单元的mMIMO地线。经过增多数据流的单位，mMIMO能够正在无需增多频带的状况下进步信号定量，进而进步数据速率和链路牢靠性。

粒子束成形、位置性和用户设施追踪

粒子束成形是一种经过对于传输停止整形，从而创立出对准于一定吸收地线况且界线明晰的地线位置图的办法。这一性能是经过调动等距离地线阵列中没有同地线单元的相位和波幅传输来实现的。粒子束成形可用来缩小搅扰，还可经过集合粒子束能量来扩展信号遮盖范畴。年初的中频5G安排采纳4×4或者8×8的MIMO地线，经过与运转中的LTE网络相似的形式完成粒子束成形；而高频（毫米波）5G安排将采纳更大的mMIMO地线来失掉自顺应阵列的劣势，这稼穑线中的地线单元更多，并可以完成更严密的粒子束成形和实时掌握。

5G粒子束成形的成效起源于发射设施肯定的抵达对于应吸收设施的最佳信号门路。正在肯定此门路的进程中，发射设施综合收发票方之间发送的探测参考信号（SRS），而后评价该署信号以得出烟道形态。随即发射设施基于烟道形态消息（CSI）使用粒子束成形算法，正在吸收成效最好的最佳安排时期向最适合的位置发射成形解决后的收音机形式。假如该门路是通往吸收设施的最佳门路，则粒子束成形能够让信号经过建造物的反照抵达吸收设施。正在许多设施都运用相反mMIMO烟道的条件中，算法将对于数据包停止计时，以防止数据包摩擦，最大水平缩小信号搅扰。

为了防止涌现搅扰和信号中缀，发射设施需求一直追踪吸收设施并从新打算最佳数据门路。那样一来，当5G设施（如车辆或者部手机）发作挪动或者许有物体挡住最佳信号门路时，就能够实时调动传输，确保数据联接分歧、没有中缀。粒子束成形是一项打算稠密型进程，需求信号解决威力壮大的有源MIMO地线。

对于上上行链路的请求

正在给定的运用状况下，5G标准可使最大上行链路数据速率到达下行链路数据速率的两倍。正在频次低于2.6GHz的以后安排阶段，5G至多需求采纳4×4上行链路MIMO，况且提议至多采纳2x2下行链路MIMO。

对准于没有同用例的地线设想

安排5G网络，需求采纳许多实用于室内和露天的地线封装，以小蜂巢广遮盖的形式连网，同声还需求各品种型的终端设施。以次是基于多少种罕见安排状况的一些5G地线设想留意须知。

基站

当今大少数部手机信号塔的网络资源都无比拥堵。为此，建立集成上下频的松散型5G地线是最具利润效益的处理计划。于是，要经过将地线搁置正在路灯杆和建造物角落处以完成小蜂巢遮盖，也离没有开更松散的设想。眼前，多家具信经营商已开端安排中型4G蜂巢，以处理带宽和提早成绩。正在晚期5G安排中，需求正在旧有4G LTE地线旁搁置5G地线，或者许将旧有地线改换为可同声用作4G LTE地线和广播段5G地线的单元。

最终，没有同的频次范畴将会用来没有同的使用完成。相似，全体现正在运用700MHz频次范畴的露天大蜂巢和小蜂巢完成将运用3GHz至5GHz频次范畴；高带宽的室内和露天使用能够会采纳微蜂巢架设，这种架设运用的是散布式地线零碎。随着更高频次的5G推出，带有许多地线单元的mMIMO阵列将无助于于缩小网络堵塞并增多基站定量。

用户和终端设施

数据、通讯请求、任务频次和设施的设想将决议各族5G使用所采纳的的地线设想。5G联接的传感器和掌握设施有许多用处，它们特别无望正在打造业、根底设备监督和掌握、农业和流动的无线Internet接入点中取代电线联接。对准于低数据速率和低提早优化的传感器和掌握器需求正在一定频次下运转。流动的无线Internet接入点能够会联合运用6GHz以次频次和毫米波频次，前端用来掌握立体信号，后者用来为最终用户设施需要高支吾量和低提早。其余使用，相似主动驾御公共汽车，则会提出愈加简单的请求，诸如「车联万物」（V2X）通讯等等的技能就需求完成低提早掌握性能和高带宽。关于车辆而言，地线阵列能够灵敏地嵌入到车体中。

部手机

部手机自身就曾经装有地线，因而要经过增多地线来支撑全副5G频次，这会是一度没有小的应战。许多部手机的外部时间即为无限，但它们需求采纳MIMO地线来完成高功能，况且需求将地线放正在旁边和拐角的地位，由于只要该署地位能力弥补阻挠毫米波的物体，相似用户的手，从而完成粒子束成形。

5G地线设想面临的应战

5G地线正在5G通讯的畸形任务中起着要害作用，但它们也带来了工事上的应战。地线设想人员一般是从地线仿真硬件开端的，该署硬件能够依据某些假定环境照射信号场。但这但是设想地线的第一步。

正在5G地线设想中，地线测试是一项严重应战。5G地线并没有是动态的全向设施；它们是运动的，况且会将信号传输到一定设施。将5G地线放正在测试室中停止动态测试，并没有能展现其正在喧闹RF条件中与上千台一直挪动的设施同声通讯的功能。大少数地线设想人员并没有肯定经过怎么的办法能力最无效地测试运用mMIMO阵列的设施或者考证其功能。一些测试工法还能够触及基于场景的主动化测试。

5G地线的设想很大水平上依然是一项未竟的行业。年初的5G安排才刚刚刚刚开端，触及装置广播段5G以与4G LTE共同任务。只要正在现正在停止更多的实验，能力完成需求更简单地线的将来安排。